Giải SBT Khoa học tự nhiên 9 Cánh diều Bài 3: Khúc xạ ánh sáng và phản xạ toàn phần có đáp án

Đáp án đúng là: D

Khi một phần chiếc đũa bị nhúng trong nước, ta thấy chiếc đũa như bị gãy khúc tại mặt phân cách là do hiện tượng khúc xạ ánh sáng.

Đáp án đúng là: B

Khúc xạ ánh sáng là hiện tượng tia sáng bị gãy khúc tại mặt phân cách khi truyền xiên góc từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác.

Đáp án đúng là: B

Trong định luật khúc xạ ánh sáng cho biết tỉ số giữa góc tới và góc khúc xạ là một hằng số.

Đáp án đúng là: B

Chiết suất của môi trường được tính bằng biểu thức sau: $n=\frac{c}{v}$

Từ biểu thức trên, ta có: $v=\frac{c}{n}=\frac{300000}{1{,}5}=200\ 000\ km/s.$

Vậy ánh sáng đỏ truyền trong thuỷ tinh với có tốc độ là 200 000 km/s.

Đáp án đúng là: B

Chiếu ánh sáng từ môi trường l sang môi trường 2 (hình 3.1) thì:

- SI là tia tới, IS’ là tia phản xạ, IR là tia khúc xạ.

- Môi trường 1 có chiết suất nhỏ hơn môi trường 2.

- Cường độ sáng của tia SI lớn hơn cường độ sáng của tia IS’ và tia IR.

1 – S; 2 – Đ; 3 – S; 4 – Đ; 5 – S.

Viết lại:

1. Khi truyền trong một môi trường trong suốt, đồng tính, ánh sáng sẽ truyền thẳng.

3. Khi ánh sáng đi từ môi trường trong suốt này sang môi trường trong suốt khác thì có thể xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần, khi đó không có tia khúc xạ.

5. Khi ánh sáng đi từ nước tới mặt phân cách giữa nước và không khí, chỉ xuất hiện tia khúc xạ đi vào không khí khi góc tới nhỏ hơn góc tới hạn phản xạ toàn phần.

Biều diễn pháp tuyến là đường nét đứt, dựa vào đặc điểm chiết suất của các môi trường để so sánh góc khúc xạ với góc tới (nếu chiết suất của môi trường chứa tia tới lớn hơn môi trường chứa tia khúc xạ thì góc tới nhỏ hơn góc khúc xạ và ngược lại).

Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng:

$\frac{\sin i}{s\text{inr}}=\frac{{n}_{2}}{{n}_{1}}\Rightarrow s\text{inr}=\frac{{n}_{1}.\sin i}{{n}_{2}}$

Với n$_{1}$ = 1; n$_{2}$ = 1,325; i = 60$^{o}$, thay số ta tính được: sin r = 0,654, sử dụng máy tính (ấn Shift sin 0,654 =) ta có r = 40,844$^{o}$.

Để người phía trên không nhìn thấy bóng đèn ở bất kì hướng nhìn nào, tấm chắn phải chắn hoàn toàn các tia sáng khúc xạ ra khỏi mặt nước ứng với các tia tới từ đèn. Khi đó, tấm chắn tối thiểu có hình tròn và mép của nó là điểm ứng với góc tới hạn (hình 3).

Ta có: $\sin {i}_{th}=\frac{{n}_{2}}{{n}_{1}}$ với n$_{1}$ = 1,332; n$_{2}$ = 1 ta tính được i$_{th}$ = 48,66$^{o}$.

Theo hình, bán kính tối thiểu của tấm chắn là OI, ta có OI = OS.tan 48,66$^{o}$ = 56,82 (cm).

Từ đó, ta tính được diện tích tối thiểu của tấm chắn là S = $π{R}^{2}$ = 10 144,33 (cm$^{2}$).

a) - Từ đèn, tia sáng đi thẳng từ không khí vào thuỷ tinh để đến tâm O của bản bán trụ (do chiều tới tâm bản bán trụ nên tại mặt phân cách giữa không khí và thuỷ tinh có góc tới bằng 0$^{o}$).

- Tại mặt phân cách giữa thuỷ tinh và không khí, với góc tới i = 33$^{o}$, một phần tia sáng bị phản xạ và một phần tia sáng bị khúc xạ với góc khúc xạ r = 56$^{o}$.

b) Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng:

$\frac{\sin i}{s\text{inr}}=\frac{{n}_{2}}{{n}_{1}}$ với n$_{2}$ = 1, i = 33$^{o}$, r = 56$^{o}$. Ta tính được n$_{1}$ = 1,52.

Áp dụng công thức tính góc tới hạn:

$\sin {i}_{th}=\frac{{n}_{2}}{{n}_{1}}$ với n$_{1}$ = 1,52; n$_{2}$ = 1. Ta tính được i$_{th}$ = 41,1$^{o}$.

Từ góc hộp nước, khi đặt mắt quan sát thì mắt sẽ nhận được hai chùm sáng khúc xạ tại hai mặt của hộp, mỗi chùm khúc xạ sẽ có đường kéo dài tạo ra một ảnh của chiếc đũa, nên ta thấy hai ảnh của chiếc đũa (hình 4).

Cụ thể, qua mặt 1 ta thấy ảnh S$_{1}$, qua mặt 2 ta thấy ảnh S$_{2}$.

a) a là tia tới, b là tia phản xạ, c là tia khúc xạ (hình 5).

b) Áp dụng định luật khúc xạ ánh sáng:

$\frac{\sin i}{s\text{inr}}=\frac{{n}_{2}}{{n}_{1}}$ với n$_{1}$ = 1; i = 40$^{o}$; r = 30$^{o}$. Ta tính được n$_{2}$ = 1,3.